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Druckgaserzeuger, bestehend aus Brennkraftmaschinen und von diesen
- angetriebenen Luftverdichtern Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Druckgaserzeuger,
bestehend aus Brennkraftmaschinen und von diesen angetriebenen Luftverdichtern.-
Bei solchen bekannten Druckgaserzeugern. dient die in den Verdichtern verdichtete
Luft ganz oder teilweise zur Ladung und Spülung der Brennkraftmaschine, und die
Spülluft sowie die teilweise entspannten Verbrennungsgase der Brennkraftmaschine
bilden gegebenenfalls nach Mischung mit derjenigen etwaigen Überschußluft, welche
durch die Brennkraftmaschine nicht hindurchgegangen ist, das erzeugte Druckgas.
Es kommt nun bisweilen bei Druckgaserzeugern dieser Art vor, daß die von den Verdichtern
erzeugte Luft infolge der Verdichtung auf eine so hohe Temperatur gebracht wird,
daß Öl, welches sich unter Umständen an den Lufteinlaßöffnungen der Zylinder der
Brennkraftmaschine oder an anderen Stellen angesammelt hat, entzündet wird, wenn
es mit der herausströmenden heißen Druckluft in Berührung kommt. -Um die damit verbundenen
übelstände und Gefahren zu vermeiden, hat man bisweilen Kühler angebracht, welche
die ganze von den Verdichtern erzeugte Druckluftmenge kühlen, bevor diese den Zylindern
der Brennkraftmaschine zugeführt wird, was jedoch eine erhebliche Verschlechterung
des thermodynamischen Wirkungsgrades bei der Erzeugung der Druckluft mit sich bringt.
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Dies kann gemäß der Erfindung dadurch verhindert werden, daß mindestens
zwei Verdichter zur Verdichtung von Luft auf im
wesentlichen den
Druck der Verbrennungsgase bei Austritt aus der Brennkraftmaschine vorgesehen sind
und daß der eine Teil der Verdichteranlage für stufenweise Verdichtung mit Zwischenkühlung
des darin verdichteten Teiles der Luft ausgebildet ist, während der oder die übrigen
Verdichter ohne Zwischenkühler ausgebildet sind, und daß die Luftströme vor dem
Eintritt in die Brennkraftmaschine miteinander vereinigt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Druckgaserzeugers
gemäß .der Erfindung dargestellt.
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Fig. i ist ein Längsschnitt eines Druckgaserzeugers nach der Erfindung.
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Fig. -2 ist ein Querschnitt längs der Linie I1-II in Fig. i und Fig.3
einQuerschnitt längs derLinie III-11i in Fig. i.
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Fig. d. ist ein Schnitt durch eine Ternperaturausgleichvorrichtung
für die Druckluft längs der Linie IV-IV in Fig. i.
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Der in der Zeichnung gezeigte Druckgaserzeuger besteht aus einer Anzahl
von Dieselmotorzylindern i, in denen gegenlaufende Kolben 2, 3 angebracht sind.
Die Kolben 3 sind mit Verdichterkolben .4 verbunden, die in Verdichterzylindern
5 arbeiten. Die Kolben 2 und 3 sind durch Kurbelstangen 6 bz«-. 7 mit einer Kurbelwelle
8 verbunden. An diese Kurbelwelle ist ferner eine Kurbelstange 9 gekuppelt, die
mittels einer Kolbenstange io die beiden Kolben i i und 12 eines zweistufigen Kolbenverdichters
antreibt. Dieser zweistufige Kolbenverdichter, der im vorliegenden Fall etwa ein
Drittel der Luftmenge erzeugt, die insgesamt von sämtlichen Verdichtern des Treibgaserzeugers
geliefert wird, besteht aus einem größeren und einem kleineren Zylinder 13 bzw.
1d., in denen sich die Kolben i i bzw. 12 bewegen. Der Zylinder 13 ist mit selbsttätigen
Einlaßventilen 15 und mit selbsttätigen Auslaßventilen 16 sowie mit einer beiden
Enden der Zylinder gemeinsamen Auslaßka:mmer 17 versehen, von der die im Zylinder
13 verdichtete Luft durch einen Zwischenkühler 18 beliebiger Art gedrückt wird.
Vorn Kühler 18 strömt die Luft zur Einlaßkammer 1g des Hochdruckzylinders 14. Der
Hochdruckzylinder ist mit Einlaßventilen 2o und Auslaßventilen 21 sowie mit einer
Auslaßkamnier 22 versehen. Die im Zwischenkühler 18 verhältnismäßig stark abgekühlte
Luft wird im Zylinder i.[ ungefähr auf denselben Druck verdichtet wie die durch
die Verdichterkolben d. in den Zylindern 5 verdichtete Luft, also auf beispielsweise
.4 bis 5 kg/cm= Überdruck. Vom Verdichterzylinder 14 strömt die Druckluft in eine
Leitung 23, an die auch .die Auslaßkammern 2:1. der Verdichterzylinder 5 angeschlossen
sind. 25 bezeichnet die Einlaßkamrnern der Verdichterzylinder 5 und -26 bz«-. 27
die Ein- bzw. Auslaßventile für die Verdichterzylinder 5. Die von den Verdichtern
und 13, 14 gelieferte Druckluft wird in der Leitung 23 gemischt, wobei die im zweistufigen
Verdichter erzeugte und im Zwischenkühler i8 gekühlte Luft selbstverständlich eine
niedrigere Temperatur hat als die in den Verdichterzylindern 5 in einer einzigen
Stufe verdiehtete -Luft.
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Damit das Gernisch-aus den verschiedenen Luftmengen eine gleichmäßige
Temperatur erhält, bevor es zu den Zylindern i kommt. ist an die Leitung 23 ein
Temperaturausgleicher 28 angeschlossen. Dieser besteht aus einer Trommel aus Blech
mit einem darin angebrachten Einsatz 29 aus gewelltem Blech oder anderen Wärmekörpern
mit großer Oberfläche und vorzugsweise gutem Wärineleitvermögen. Lie Luft, die eine
zu hohe Temperatur hat, gibt beim Durchgang durch den Temperaturausgleicher Wärme
an die Wärmeaustauschkörper ab, die ihrerseits Wärme an die kälteren Luftteile abgeben,
so daß die den Temperaturausgleicher verlassende Luft hauptsächlich eine mittlere
Temperatur erhält, die durch die Temperaturen und Mengen der in den Verdichtern
5 und 13. i.t erzeugten Druckluft bestimmt ist.
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Vom Temperaturausgleicher 28 wird di,-Druckluft durch eine Leitung
30 zu den. Einlaßöffnungen 31 der Zylinder i der Brennkraftmaschine geleitet.
Die von den Verdichtern erzeugte Druckluft dient zur Ladung und Spülung dieser Zylinder
sowie zur Mischung mit den im wesentlichen unter gleich hohem Druck wie der Druck
der Verdichterluft ausströmenden Abgasen, die durch die Ausl.aßöffnungen 3-2 und
durch die Leitung 33 abgeleitet werden, von der somit das vom Druckgaserzeuger erzeugte
Druckgas geliefert wird. Die Leistung der Breiinkraftmaschine wird im vorliegenden
Fall vollständig zum Betrieb der einen Teil des Druckgaserzeugers bildenden Verdichter
benutzt; man kann aber natürlich bei Bedarf einen Teil der Leistung des Motors zu
anderen Zwecken verwenden.
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Der beschriebene und dargestellte Druckgaserzeuger ist natürlich nur
als Beispiel zu betrachten und kann in seinen Einzelheiten auf verschiedene Weise
im Rahmen der Patentansprüche geändert werden. Die Erfindung kann beispielsweise
bei Druckgaserzeugern angewendet werden, die aus einfach oder doppelt wirkenden
Brennkraftmaschinen mit beliebiger Zylinderanzahl bestehen und einen oder mehrere
Verdichter antreiben, die mit Vorrichtungen zur Zwischenkühlung eines stufenweise
verdichteten Teiles der erzeugten Luft versehen sind. Bei dem in der Zeichnung
dargestellten
Druckgaserzeuger kann man, anstatt einen getrennten zweistufigen Verdichter anzuordnen,
der unmittelbar von der Kurbelwelle 8 der Maschine angetrieben wird, beispielsweise
einen oder mehrere der Zylinder 5 als zweistufige Verdichter ausbilden und sie mit
Vorrichtungen zur Zwischenkühlung der darin erzeugten Druckluft versehen. Die Brennkraftmaschinen
des Druckgaserzeugers können selbstverständlich Zwei- oder Mehrtaktmotoren und auch
im übrigen von beliebiger bekannter Art sein; und ebenso können natürlich die Verdichter
als Kolbenverdichter, Umlaufverdichter o. dgl. ausgebildet sein. Der Druckgaserzeuger
kann natürlich auch so ausgebildet sein, daß ein Teil der verdichteten Luft nicht
durch die Motorzylinder geht und mit den Abgasen der Maschine erst dann gemischt
wird, wenn diese die Maschine verlassen haben. Bei einem solchen Druckgaserzeuger
kann eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Auslaß eines oder mehrerer Verdichter
und der Auslaßleitung des Druckgaserzeugers vorgesehen sein, wobei geeignete Ventile
in den genannten Leitungen angebracht sein können, um das Arbeiten der Vorrichtung
in gewünschter Weise zu sichern.